Wymienniki ciepła (LMTD): karta pracy z odpowiedziami

Darmowa karta pracy do druku – Wymienniki ciepła (LMTD): 6 zadań od łatwych do poziomu egzaminu, z kluczem odpowiedzi. Wydrukuj ją lub zapisz jako PDF.

Dla nauczycieli: można bezpłatnie drukować, kopiować i używać na zajęciach. Każdy nowy arkusz ma nowe wartości i własny klucz odpowiedzi. Będziemy wdzięczni za link do ExamProblems na stronie kursu.

Imię: ____________________   Data: ____________

1.Łatwy
długośćT155 °C50 °C75 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Przeciwprądowy wymiennik ciepła ma powierzchnię wymiany ciepła 10 m² i współczynnik przenikania ciepła 300 W/(m²·K). Gorący płyn stygnie od 155 do 50 °C, a zimny nagrzewa się od 15 do 75 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

A = 10 m²U = 300 W/(m²·K)Th: 155 → 50 °CTc: 15 → 75 °C
Q̇ = kW
2.Łatwy

W wymienniku ciepła 0,5 kg/s czynnika (lekki olej, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) jest chłodzone od 70 do 35 °C. Wyznacz strumień ciepła Q̇.

ṁ = 0,5 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 70 → 35 °C
Q̇ = kW
3.Średni
długośćT135 °C100 °C20 °C80 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 370 kW. Gorący płyn stygnie od 135 do 100 °C, a zimny nagrzewa się od 20 do 80 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 370 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 135 → 100 °CTc: 20 → 80 °C
A = m²
4.Średni
długośćT175 °C155 °C10 °C140 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 480 kW. Gorący płyn stygnie od 175 do 155 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 140 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 480 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 175 → 155 °CTc: 10 → 140 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT80 °C50 °C17,54 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) stygnie od 80 do 50 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 3 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 10 °C. Przy U = 1000 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 80 → 50 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT130 °C100 °C63,01 °C30 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) stygnie od 130 do 100 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 30 °C. Przy U = 1000 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 130 → 100 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. Q̇ = 163,3 kW
  2. 2. Q̇ = 36,75 kW
  3. 3. A = 4,542 m²
  4. 4. A = 5,116 m²
  5. 5. A = 1,875 m²
  6. 6. A = 2,015 m²

Pełne rozwiązania krok po kroku: ćwicz ten temat na examproblems.com.